یه سوال درباره اندازه گیری دما داشتم !!! [آرشيو] - P30World Forums

robert

20-08-2007, 20:51

سلام دوستان و فیزیکدانان عزیز !!!
یه سوالی داشتم که الان دو سال هست که تو ذهنمه و حتی از یه فوق لیسانس مکانیک هم پرسیدم تو جوابش موند و آن این هست که :
یک منبع گرما دارم که دمای آن 500 درجه سانتیگراد هست . میخواهیم بدانیم در چه فاصله ای از این منبع گرمایی میتوان دمای 50 درجه سانتیگراد رو احساس کرد ؟؟؟؟؟
به شرط اینکه در تمام فضای اطراف چیزی بجز هوا با دمای اولیه 25 درجه سانتیگراد وجود نداشته باشه .
اگه جواب بدین دانش و توانایی و استعدادتون رو ثابت کردین !!!!!
ممنونم:11:

mohammad24

20-08-2007, 23:56

سلام

شاید اصول کلی برای حل این مساله ساده باشه، اما در عمل کار مشکل تر و پیچیده تر خواهد بود.
اولا باید به این نکته دقت داشت که "دما منتقل نمی شود، بلکه این گرما است که منتقل می شود"
اصول حاکم بر حل این مساله چنین است:
چون منبع حرارتی 500 درجه است و قرار است ما دمای 50 دره را حس کنیم، پیش بینی می شود که فرآیند انتقال دما فقط از طریق تابش صورت گیرد و انتقال حرارت از طریق رسانش و همرفت، قابل شم پوشی است.
باید دید که منبع حرارتی با چه آهنگی، انرژی ساتع می کند. این شدت شار حرارتی احتمالا به عواملی مثل جنس منبع، رنگ آن و البته دمای آن ارتباط دارد. داشتن مقدار عددی این فاکتور برای حل مساله ضروری است
حال با توجه به روابط فیزیکی تابش حرارتی (که البته از جنس الکترومغناطیس است) محاسبه می کنیم که شدت با افزایش فاصله به چه میزان تغییر می کند و محاسبه می کنیم که شدت مورد نیاز برای به دست آوردن دمای 50 درجه چقدر است. اما باز هم باید توجه کنیم که ماده ی جاذب در این میان نقش دارد. یعنی این که مثلا دست شما قرار است به دمای 50 درجه برسد یا یک صفحه ی فلزی؟ رنگ ماده ی جاذب چیست؟ چه طیفی از امواج الکترومغناطیس را جذب می کند و چند درصد را بازتاب می کن. در مجموع، چند درصد از کل انرژی ساتع شده توسط ماده ی جاذب دریافت می شود.
و نکته ی نهایی این که این طور نیست که شما در یک لحظه دمای 50 درجه را حس کنید. با دریافت انرژی بیشتر دما لحظه به لحظه افزایش می یابد، مگر این که شما فاصله ای را به دست آورید که در آن دمای 50 درجه، دمای تعادلی محیط باشد. مثلا شما وقتی یک قابلمه را روی اجاق می گذارید لحظه به لحظه دمایش افزایش می یابد. اگر فاصله را بیشتر کنید باز هم همین اتفاق می افتد اما کندتر. چرا که آهنگ شارش انرژی کاهش یافته است.
با توجه به نکته ی اخیر شما باید معادله ای به دست آورید که در آن آهنگ دریافت انرژی و هدر رفت آن وجود داشته باشد. با مشتق گیری از این معادله، ریشه های صفر آن را به عنوان نقاط اکسترمم به دست می آورید و بررسی می کنید که این نقاط می توانند نقطه ی تعادلی باشند یا خیر . با حل چنین معادله ای اصله ی مورد نظر را خواهید یافت.